JP2023031823A - 光電センサ、及び、受光ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】より外乱光を遮断できる光電センサを提供する。【解決手段】光電センサは、パルス光を所定の周期にて投光する投光ユニットと、投光ユニットから投光されたパルス光を受光する受光ユニットと、を備え、受光ユニットは、パルス光を含む光を受光し、当該受光した光に基づく第１信号を出力する受光素子と、受光素子から出力された第１信号を第２信号に変換する変換回路と、変換回路から出力された第２信号に所定のフィルタを施しフィルタ後信号を出力するフィルタ回路と、フィルタ後信号の予測周期を特定し、特定した複数の予測周期を平均してパルス光の受光周期を特定し、予測周期と受光周期との差分に基づいてパルス光の受光期間を決定する周期検知回路と、を備え、変換回路は、設定された受光周期及び受光期間にて第１信号を受け入れる。【選択図】図１

Description

本開示は、光電センサ、及び、受光ユニットに関する。

特許文献１は、次の光電センサを開示する。投光器は、周波数ｆのパルスの集まりからなるイベントが散発的に発生するパターンのパルス光を検出領域へ投光する。受光器の受光素子は、検出領域を透過したパルス光または検出領域に存在する物体によって反射されたパルス光を受光して電気信号に変換する。バンドパスフィルタは、受光素子で得られた電気信号のうち周波数ｆと同じ周波数を持つ信号を抽出する。判定回路は、バンドパスフィルタの出力に基づいて検出領域に物体が存在するか否かを判定する。

特開２０１３－１９２０６７号公報

特許文献１に開示の光電センサは、周波数ｆと同じ周波数を持つ信号を抽出するバンドパスフィルタを備えるので、周波数ｆと異なる周波数を持つ外乱光に関する電気信号は当該バンドパスフィルタによって遮断される。しかし、特許文献１に開示の光電センサは、周波数ｆを持つ外乱光を遮断できず、外乱光の遮断が不十分である。

本開示の目的は、より外乱光を遮断できる光電センサ及び受光ユニットを提供することにある。

本開示の光電センサは、パルス光を所定の周期にて投光する投光ユニットと、前記投光ユニットから投光された前記パルス光を受光する受光ユニットと、を備える光電センサであって、前記受光ユニットは、前記パルス光を含む光を受光し、当該受光した光に基づく第１信号を出力する受光素子と、前記受光素子から出力された前記第１信号を第２信号に変換する変換回路と、前記変換回路から出力された前記第２信号に所定のフィルタを施しフィルタ後信号を出力するフィルタ回路と、前記フィルタ後信号の予測周期を特定し、特定した複数の前記予測周期を平均して前記パルス光の受光周期を特定し、前記予測周期と前記受光周期との差分に基づいて前記パルス光の受光期間を決定する周期検知回路と、を備え、前記変換回路は、設定された前記受光周期及び前記受光期間にて前記第１信号を受け入れる。

本開示の受光ユニットは、所定の周期にて投光されるパルス光を含む光を受光し、当該受光した光に基づく第１信号を出力する受光素子と、前記受光素子から出力された前記第１信号を第２信号に変換する変換回路と、前記変換回路から出力された前記第２信号に所定のフィルタを施しフィルタ後信号を出力するフィルタ回路と、前記フィルタ後信号の予測周期を特定し、特定した複数の前記予測周期を平均して前記パルス光の受光周期を特定し、前記予測周期と前記受光周期との差分に基づいて前記パルス光の受光期間を決定する周期検知回路と、を備え、前記変換回路は、設定された前記受光周期及び前記受光期間にて前記第１信号を受け入れる。

本開示によれば、より外乱光を遮断できる光電センサ及び受光ユニットを提供することができる。

実施の形態１に係る光電センサの構成例を示すブロック図 パルス光群が投光される場合の受光処理の一例を説明するための図 パルス光が投光される場合の受光処理の一例を説明するための図 予測周期の算出方法を説明するための図 予測周期の初期値が設定される場合における受光期間の決定方法を説明するための図 予測周期の初期値が設定されない場合における受光期間の決定方法を説明するための図 実施の形態２に係る受光ユニットの構成例を示すブロック図 実施の形態３に係る受光ユニットの構成例を示すブロック図 実施の形態４に係る光電センサの構成例を示すブロック図

以下、図面を適宜参照して、本開示の実施の形態について、詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、すでによく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の記載の主題を限定することは意図されていない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る光電センサ１の構成例を示すブロック図である。図２Ａは、所定の数（例えば３つ）のパルス光を含むパルス光群が投光される場合の受光処理の一例を説明するための図である。図２Ｂは、パルス光が投光される場合の受光処理の一例を説明するための図である。

光電センサ１は、投光ユニット１０と、当該投光ユニット１０に対向配置される受光ユニット２０とを備える。すなわち、光電センサ１は、透過型の光電センサ１である。投光ユニット１０及び受光ユニット２０は、同期用の配線によって接続されない。光電センサ１は、投光ユニット１０からパルス光を投光し、受光ユニット２０にてパルス光を受光することにより、投光ユニット１０と受光ユニット２０との間の空間領域（以下、物体検出領域と称する）に物体が存在するか否かを検出する。

投光ユニット１０は、発振回路１１、変調回路１２、駆動回路１３、及び、投光素子１４を備える。

発振回路１１は、所定周波数のクロック信号を発生する。

変調回路１２は、投光素子１４から投光されるパルス光が、図２Ａの（ａ）に示す投光パターンとなるように、発振回路１１から出力されるクロック信号を変調してパルス信号を出力する。すなわち、変調回路１２は、所定の数（例えば３つ）のパルス光を含むパルス光群が所定の周期Ｔ０にて投光素子１４から投光されるように、クロック信号を変調してパルス信号を出力する。以下、パルス光群に本来含まれるパルス光の数を、本来のパルス光数と称する。

あるいは、変調回路１２は、投光素子１４から投光されるパルス光が、図２Ｂの（ａ）に示す投光パターンとなるように、発振回路１１から出力されるクロック信号を変調してパルス信号を出力する。すなわち、変調回路１２は、１つのパルス光が所定の周期Ｔ０にて投光素子１４から投光されるように、クロック信号を変調してパルス信号を出力する。

駆動回路１３は、変調回路１２から出力されるパルス信号に応じたパルス電流を投光素子１４へ供給する。

投光素子１４は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）によって構成され、駆動回路１３から出力されたパルス電流に応じて発光する。これにより、投光素子１４から、図２Ａの（ａ）に示すようなパルス光群、あるいは、図２Ｂの（ａ）に示すようなパルス光が、周期Ｔ０にて投光される。

受光ユニット２０は、投光ユニット１０から投光されたパルス光群（又はパルス光）を受光する。上述の通り、受光ユニット２０は、投光ユニット１０と同期用の配線によって接続されない。よって、受光ユニット２０は、パルス光群（又はパルス光）が投光されるタイミング（以下、投光タイミングと称する）及び周期Ｔ０（以下、投光周期Ｔ０と称する）を、投光ユニット１０から同期用の配線を通じて得ることができない。そのため、受光ユニット２０は、投光ユニット１０から投光された本来のパルス光群（又はパルス光）と、本来のパルス光群（又はパルス光）とは異なる外乱光とを識別し、外乱光を遮断することが求められる。そこで、以下では、投光ユニット１０から情報を得ることなく、外乱光をできるだけ遮断することができる受光ユニット２０について説明する。

受光ユニット２０は、受光素子２１、ＩＶ変換回路２２、増幅回路２３、ＡＤ変換回路２４、フィルタ回路２５、比較回路２６、判定回路２７、及び、周期検知回路２８を備える。

受光素子２１は、例えばフォトダイオードによって構成され、受光した光の受光量に応じたレベルの電気信号（電流）を出力する。受光素子２１は、投光素子１４から投光されたパルス光群（又はパルス光）に加えて、外乱光も受光し得る。

ＩＶ変換回路２２は、受光素子２１から入力された電流を電圧に変換する。ＩＶ変換回路２２は、図２Ａの（ｂ）又は図２Ｂの（ｂ）に示すように、電圧に変換したパルス信号（電圧信号）を出力する。

増幅回路２３は、図２Ａの（ｃ）又は図２Ｂの（ｃ）に示すように、ＩＶ変換回路２２から入力されたパルス信号を増幅する。増幅回路２３は、増幅したパルス信号を出力する。

ＡＤ変換回路２４は、増幅回路２３から入力されたアナログ信号（例えば第１信号）をデジタル信号（例えば第２信号）に変換して出力する。

フィルタ回路２５は、ＡＤ変換回路２４から入力されたパルス信号に、図２Ａの「フィルタ」に示すように、（ｅ）ハイパスフィルタ、（ｆ）全波整流、及び、（ｇ）ローパスフィルタを順に施す。あるいは、フィルタ回路２５は、ＡＤ変換回路２４から入力されたパルス信号に、図２Ｂに示すように、（ｇ）ローパスフィルタを施す。以下、フィルタ回路２５を通過した信号を、フィルタ後信号と称する。

ハイパスフィルタの遮断周波数は、投光されるパルス光の周波数よりも低周波のノイズを取り除くために、投光されるパルス光の周波数にあわせて設定される。

ローパスフィルタの遮断周波数は、本来のパルス信号の周波数よりも高い高周波の全波整流後の信号が遮断されるように設定されてよい。全波整流後の信号の包絡線信号の波形は、パルス数（例えばバーストの幅又は期間）によって変化する。例えば、包絡線信号の波形の幅は、周波数及びパルス数に基づいて定まる。周波数及びパルス数は独立して設定可能であってよい。ローパスフィルタは、入力された包絡線信号の波形の幅が、本来のパルス信号の周波数に対応する包絡線信号の波形の幅よりも狭い場合、入力された包絡線信号を遮断するように設定されてよい。これにより、本来のパルス光の周波数よりも高い周波数を有する外乱光を遮断することができる。

すなわち、フィルタ回路２５は、本来のパルス光の周波数の信号を通過させ、本来のパルス光の周波数よりも低い周波数又は高い周波数の信号を遮断する。これにより、受光ユニット２０は、本来のパルス光の周波数と異なる周波数を有する外乱光を遮断することができる。

また、図２Ｂに示すように、パルス光が投光される場合、ローパスフィルタの遮断周波数は、当該パルス光の周波数よりも高い周波数のパルス信号が遮断されるように設定されてよい。

比較回路２６は、図２Ａの（ｈ）又は図２Ｂの（ｈ）に示すように、フィルタ後信号の大きさが所定の閾値Ｔｈ以上である場合にオン信号を出力し（例えば所定の大きさの信号を出力し）、フィルタ後信号の大きさが所定の閾値Ｔｈ未満である場合にオフ信号を出力する（例えば信号を出力しない）。

判定回路２７は、パルス光群（又はパルス光）が投光される周期ごとに、比較回路２６からオン信号又はオフ信号のいずれが入力されたかを判定する。加えて、判定回路２７は、図２Ａの（ｉ）又は図２Ｂの（ｉ）に示すように、オン信号が所定数以上（例えば８回以上）連続して入力された場合、物体検出領域に物体が存在しないと判定し、オフ信号が所定数以上（例えば８回以上）連続して入力された場合、物体検出領域に物体が存在すると判定してよい。判定回路２７は、物体検出領域に物体が存在しないと判定した場合、オン信号を出力し（例えば所定の大きさの信号を出力し）、物体検出領域に物体が存在すると判定した場合、オフ信号を出力してよい（例えば信号を出力しない）。このように、所定数以上連続して同じ種類の信号が入力された場合に、物体が存在するか否かを判定することにより、一時的な外乱光によって比較回路２６から入力される信号が一時的にオン又はオフに切り替わった場合に、判定回路２７が物体の検出を誤判定してしまうことを抑制できる。

周期検知回路２８は、図２Ａの（ｄ）又は図２Ｂの（ｄ）に示すように、本来のパルス光群（又はパルス光）が投光される周期に合わせて、ＡＤ変換回路２４に受光周期及び受光期間を設定する。ＡＤ変換回路２４は、受光期間中は稼働し、受光期間以外は稼働しなくてよい。これにより、受光期間以外に受光素子２１が受光した外乱光を遮断することができる。例えば、上述したフィルタ回路２５による遮断が難しい本来のパルス光と同じ周波数の外乱光を、受光素子２１が受光期間以外に受光したとしても、ＡＤ変換回路２４は稼働していないため、当該外乱光を遮断することができる。加えて、ＡＤ変換回路２４は、受光期間中は稼働し、受光期間以外は稼働しないことにより、ＡＤ変換回路２４の消費電流を抑制することができる。

上述したように、受光ユニット２０と投光ユニット１０は同期用の配線によって接続されないので、周期検知回路２８は、本来のパルス光群（又はパルス光）が投光される周期（つまり投光周期）を自ら予測する。予測された投光周期は、受光期間の周期である受光周期とされてよい。

次に、周期検知回路２８が投光周期を予測する方法及び受光期間を決定する方法の一例について説明する。周期検知回路２８は、基準検出処理４１と、周期予測及びマージン制御処理４２とを実行する。以下、周期検知回路２８が予測した投光周期を、予測周期と称する。

図３は、予測周期の算出方法を説明するための図である。図４Ａは、予測周期の初期値が設定される場合における受光期間の決定方法を説明するための図である。図４Ｂは、予測周期の初期値が設定されない場合における受光期間の決定方法を説明するための図である。

例えば、受光ユニット２０は、次のステップＳ１１～ステップＳ１６の処理を行う。

（ステップＳ１１）周期検知回路２８の基準検出処理４１は、図２Ａ又は図２Ｂに示すように、フィルタ後信号から振幅のピークＰ１を検出する。そして、周期検知回路２８の基準検出処理４１は、そのピークＰ１を検出したタイミングを予測周期の開始タイミングとして、初期値の予測周期Ｔ１と初期値の受光期間ＲとをＡＤ変換回路２４に設定する。

（ステップＳ１２）周期検知回路２８の周期予測及びマージン制御処理４２は、前回のタイミングから、基準検出処理４１が次回のピークＰ１を検出するまでのタイミング（以下、次回のタイミングと称する）までの期間をカウントする。なお、前回のタイミングは、初回の場合、開始タイミングであってよい。

（ステップＳ１３）周期検知回路２８の周期予測及びマージン制御処理４２は、ステップＳ１２でカウントした値（以下、カウント期間と称する）と、現在の予測周期Ｔ１との差Ｄを算出する。なお、現在の予測周期Ｔ１は、初回の場合、初期値の予測周期Ｔ１であってよい。

（ステップＳ１４）周期検知回路２８の周期予測及びマージン制御処理４２は、現在の予測周期Ｔ１とカウント期間とを平均して、次回の予測周期Ｔ１を算出する。ここで、周期検知回路２８の周期予測及びマージン制御処理４２は、カウント期間が予測周期Ｔ１と大きくずれている場合、当該カウント期間を平均の算出に用いないようにしてもよい。予測周期Ｔ１と大きくずれているカウント期間は、正規の信号周期ではない可能性が高いためである。

（ステップＳ１５）周期検知回路２８の周期予測及びマージン制御処理４２は、次回の予測周期Ｔ１と所定のマージン期間（±ΔＴ）とに基づき、受光期間Ｒを決定する。なお、マージン期間ΔＴは、以下の（式１）によって決定されてよい。
ΔＴ＝差Ｄの絶対値＋所定値 …（式１）
すなわち、差Ｄの絶対値（差分）が小さくなるほど、マージン期間ΔＴは短くなり、差Ｄの絶対値（差分）が大きくなるほど、マージン期間ΔＴは長くなってよい。

（ステップＳ１６）周期検知回路２８の周期予測及びマージン制御処理４２は、決定した次回の予測周期Ｔ１（受光周期）と受光期間ＲをＡＤ変換回路２４に設定する。

受光ユニット２０は、上述したステップＳ１２からステップＳ１６の処理を繰り返し実行する。これにより、予測周期Ｔ１は投光周期Ｔ０に近づき、受光期間Ｒは本来のパルス群信号又はパルス信号の時間幅に近づく。

なお、予測周期の初期値が設定されない場合、図４Ｂに示すように、ステップＳ１１において、周期検知回路２８は、最初のピークＰ１を検出した開始タイミングから、次回のピークＰ１を検出するタイミングまで、受光期間を設定してよい。そして、周期検知回路２８は、開始タイミングから次回のタイミングまでの期間をカウントし、このカウントした値を、初回の予測周期Ｔ１としてよい。そして、周期検知回路２８は、この初回の予測周期Ｔ１と初期値の受光期間ＲとをＡＤ変換回路２４に設定してよい。その後は、上述と同様、ステップＳ１２からステップＳ１４の処理が繰り返し実行されてよい。

また、上記のステップＳ１１からステップＳ１６の処理において、周期検知回路２８は、図２Ａ又は図２Ｂに示すように、フィルタ後信号における振幅が所定の閾値Ｔｈを超えるエッジＰ２を検出し、上述したピークＰ１に代えてエッジＰ２を用いてもよい。

（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１にて説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付し、説明を省略する場合がある。

図５は、実施の形態２に係る受光ユニット２０の構成例を示すブロック図である。なお、図５では、投光ユニット１０の記載を省略している。

図５に示すように、実施の形態２に係る受光ユニット２０は、図１に示す構成要素に加えて、バースト検知回路３０及びバンドパスフィルタ回路３１を備える。

バンドパスフィルタ回路３１は、増幅回路２３から入力された信号に対して、所定の周波数帯域から外れた周波数の信号を遮断する。つまり、バンドパスフィルタ回路３１は、所定の周波数帯域の信号を通過させる。これにより、後述するバースト検知回路３０においてバースト検知が容易になる。

バースト検知回路３０は、ＡＤ変換回路２４から入力された信号から、本来のパルス群信号を検知するための回路である。例えば、バースト検知回路３０は、入力された信号から、本来の数のパルス信号を含むパルス群信号を検知した場合、有効パルス信号を、判定回路２７、及び、周期検知回路２８の周期予測及びマージン制御処理４２に出力する。別言すると、バースト検知回路３０は、入力された信号から、本来のパルス数とは異なる数のパルス信号を含むパルス群信号（つまり外乱光に対応する信号）を検知した場合、有効パルス信号を出力しない。

判定回路２７は、有効パルス信号が入力された場合、ＡＤ変換回路２４を稼働させる。そして、周期検知回路２８の周期予測及びマージン制御処理４２は、有効パルス信号が入力された場合、上記ステップＳ１２からＳ１６の処理を行ってよい。別言すると、周期検知回路２８の周期予測及びマージン制御処理４２は、有効パルス信号が入力されない場合、上記ステップＳ１２からＳ１６の処理を行わなくてよい。有効パルス信号が入力されない場合、外乱光に関する信号である可能性が高く、予測周期Ｔ１とマージン期間ΔＴの算出に用いるには不適当であるためである。これにより、図１に示す光電センサ１と同様、より外乱光を遮断することができる。

なお、投光ユニット１０は、パルス光群に含めるパルス光の数（つまりバースト回数）とパルス光群の投光周期とのうちの少なくとも１つを任意に設定可能であってよい。この場合、周期検知回路２８の周期予測及びマージン制御処理４２は、投光ユニット１０に設定された投光周期を予め設定できるよう構成されてよい。また、フィルタ回路２５は、投光ユニット１０に設定されたパルス光群の周波数に応じた周波数フィルタを予め設定できるよう構成されてよい。また、バースト検知回路３０は、投光ユニット１０に設定されたバースト回数を予め設定できるように構成されてよい。

これにより、２つの光電センサ１のそれぞれに異なるバースト回数を設定し、２つの光電センサ１のそれぞれにパルス光群を区別させることができる。例えば、第１のペアである投光ユニット１０及び受光ユニット２０にバースト回数「３」のパルス光群を投光及び検出する設定を行い、第２のペアである投光ユニット１０及び受光ユニット２０にバースト回数「５」のパルス光群を投光及び検出する設定を行う。この場合、第１のペアの受光ユニット２０は、バースト回数「３」のパルス光群を検出し、バースト回数「５」のパルス光群を検出せず、第２のペアの受光ユニット２０は、バースト回数「５」のパルス光群を検出し、バースト回数「３」のパルス光群を検出しない。これにより、２つの光電センサ１を近接配置しても、各受光ユニット２０はペアとなっている投光ユニット１０から投光されたパルス光群を正しく検出できる。また、バースト回数に代えて、又は、バースト回数と共に、上述した投光周期を互いに異なる設定とすることにより、同様に、各受光ユニット２０はペアとなっている投光ユニット１０から投光されたパルス光群を正しく検出できる。

（実施の形態３）
実施の形態３では、実施の形態１にて説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付し、説明を省略する場合がある。

図６は、実施の形態３に係る受光ユニット２０の構成例を示すブロック図である。なお、図６では、投光ユニット１０の記載を省略している。

図６に示すように、実施の形態３に係る受光ユニット２０は、図１に示す構成要素に加えて、簡易ＡＤ変換回路２９、及び、切替スイッチ３２を備える。

簡易ＡＤ変換回路２９は、ＡＤ変換回路２４と同様、増幅回路２３から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。簡易ＡＤ変換回路２９の分解能は、ＡＤ変換回路２４の分解能よりも低い。例えば、簡易ＡＤ変換回路２９の分解能は４ｂｉｔ、ＡＤ変換回路２４の分解能は１２ｂｉｔである。これにより、簡易ＡＤ変換回路２９の消費電流は、ＡＤ変換回路２４の消費電流よりも低くなる。ＡＤ変換回路２４は第１ＡＤ変換回路と、簡易ＡＤ変換回路２９は第２ＡＤ変換回路と読み替えられてよい。

切替スイッチ３２は、増幅回路２３から提供される信号の出力先を、ＡＤ変換回路２４又は簡易ＡＤ変換回路２９にいずれかに切り替える。

受光ユニット２０は、実施の形態１にて説明したステップＳ１１に代えて、次のステップＳ１１ａの処理を実行する。なお、ステップＳ１１ａの処理が実行される時点において、切替スイッチ３２は、増幅回路２３から提供される信号が簡易ＡＤ変換回路２９に出力されるよう切り替えられている。

（ステップＳ１１ａ）周期検知回路２８の基準検出処理４１は、簡易ＡＤ変換回路２９及びフィルタ回路２５を通過して提供されるフィルタ後信号から振幅のピークＰ１（又はエッジＰ２）を検出する。そして、基準検出処理４１は、増幅回路２３から提供される信号がＡＤ変換回路２４に出力されるよう切替スイッチ３２を切り替える。そして、基準検出処理４１は、そのピークＰ１（又はエッジＰ２）を検出したタイミングを予測周期の開始タイミングとして、初期値の予測周期Ｔ１と初期値の受光期間ＲとをＡＤ変換回路２４に設定する。

その後、受光ユニット２０は、実施の形態１にて説明したステップＳ１２からステップＳ１６の処理を繰り返し実行してよい。

このように、初期のピークＰ１（又はエッジＰ２）を検出するまで簡易ＡＤ変換回路２９を用いる構成とすることにより、受光ユニット２０における消費電流を低減することができる。

なお、遮光が所定期間以上続いた場合、つまり、周期検知回路２８の基準検出処理４１が所定期間以上ピークＰ１（又はエッジＰ２）を検出できない場合、次の（Ａ１）又は（Ａ２）のいずれかが行われてよい。

（Ａ１）周期検知回路２８の基準検出処理４１は、増幅回路２３から提供される信号が簡易ＡＤ変換回路２９に出力されるよう切替スイッチ３２を切り替える。すなわち、受光ユニット２０は、改めて上記のステップＳ１１ａから処理を行う。これにより、遮光中に生じ得る予測周期と投光周期とのずれをリセットできる。

（Ａ２）受光ユニット２０は、実施の形態１にて説明したステップＳ１２からステップＳ１６の処理を繰り返し実行すると共に、ステップＳ１５においてマージン期間ΔＴを長くする。例えば、周期検知回路２８の周期予測及びマージン制御処理４２は、上述した（式１）の「所定値」を、遮光が所定期間以上続く前の所定値よりも大きくする。これにより、遮光中に生じ得る予測周期と投光周期とのずれを、受光期間Ｒの拡張によって吸収することができる。

（実施の形態４）
実施の形態４では、実施の形態１にて説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付し、説明を省略する場合がある。

図７は、実施の形態４に係る光電センサ１の構成例を示すブロック図である。

図７に示す光電センサ１は、図１に示すＡＤ変換回路２４に代えて、可変分解能ＡＤ変換回路３３を備える。

可変分解能ＡＤ変換回路３３は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する際の分解能を切り替えることができる。例えば、外部からの信号に基づいて、第３の実施形態と同様に、分解能を４ｂｉｔと１２ｂｉｔとの間で切り替えてＡＤ変換を行う。

受光ユニット２０は、実施の形態１にて説明したステップＳ１１に代えて、下記のステップＳ１１ｂの処理を実行する。なお、ステップＳ１１ｂの処理が実行される時点において、可変分解能ＡＤ変換回路３３の分解能は４ｂｉｔに設定されている。

（ステップＳ１１ｂ）周期検知回路２８の基準検出処理４１は、可変分解能ＡＤ変換回路３３及びフィルタ回路２５を通過して提供されるフィルタ後信号から振幅のピークＰ１（又はエッジＰ２）を検出する。そして、基準検出処理４１は、可変分解能ＡＤ変換回路３３に信号を送って、その分解能を１２ｂｉｔに切り替える。そして、基準検出処理４１は、そのピークＰ１（又はエッジＰ２）を検出したタイミングを予測周期の開始タイミングとして、初期値の予測周期Ｔ１と初期値の受光期間Ｒとを可変分解能ＡＤ変換回路３３に設定する。

以上、添付図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本開示の技術は、光電センサ又は受光ユニットに適用可能であり、例えば光パルスを用いた物体検出装置に利用可能である。

１ 光電センサ
１０ 投光ユニット
１１ 発振回路
１２ 変調回路
１３ 駆動回路
１４ 投光素子
２０ 受光ユニット
２１ 受光素子
２２ ＩＶ変換回路
２３ 増幅回路
２４ ＡＤ変換回路
２５ フィルタ回路
２６ 比較回路
２７ 判定回路
２８ 周期検知回路
２９ 簡易ＡＤ変換回路
３０ バースト検知回路
３１ バンドパスフィルタ回路
３２ 切替スイッチ
３３ 可変分解能ＡＤ変換回路

Claims (8)

1. パルス光を所定の周期にて投光する投光ユニットと、前記投光ユニットから投光された前記パルス光を受光する受光ユニットと、を備える光電センサであって、
   前記受光ユニットは、
   前記パルス光を含む光を受光し、当該受光した光に基づく第１信号を出力する受光素子と、
   前記受光素子から出力された前記第１信号を第２信号に変換する変換回路と、
   前記変換回路から出力された前記第２信号に所定のフィルタを施しフィルタ後信号を出力するフィルタ回路と、
   前記フィルタ後信号の予測周期を特定し、特定した複数の前記予測周期を平均して前記パルス光の受光周期を特定し、前記予測周期と前記受光周期との差分に基づいて前記パルス光の受光期間を決定する周期検知回路と、を備え、
   前記変換回路は、設定された前記受光周期及び前記受光期間にて前記第１信号を受け入れる、
   光電センサ。
2. 前記周期検知回路は、前記フィルタ後信号の振幅のピークの間隔に基づいて前記予測周期を特定する、
   請求項１に記載の光電センサ。
3. 前記周期検知回路は、前記フィルタ後信号の振幅が所定の閾値を超えたタイミングの間隔に基づいて前記予測周期を特定する、
   請求項１に記載の光電センサ。
4. 前記周期検知回路は、所定の閾値以上である予測周期を前記平均の要素に含めない、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の光電センサ。
5. 前記所定のフィルタは、ローパスフィルタを含む、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の光電センサ。
6. 前記第１信号はアナログ信号であり、
   前記第２信号はデジタル信号であり、
   前記変換回路はアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路であり、
   前記ＡＤ変換回路は、最初の前記受光周期及び前記受光期間が特定される以前の分解能が、最初の前記受光周期及び前記受光期間が特定された以後の分解のより低く設定されている、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の光電センサ。
7. 前記受光ユニットは、
   前記ＡＤ変換回路よりも低い分解能にてアナログ信号をデジタル信号に変換する簡易ＡＤ変換回路と、
   前記受光素子から出力された前記アナログ信号の出力先を、前記ＡＤ変換回路及び前記簡易ＡＤ変換回路のいずれかに切り替える切替スイッチと、をさらに備え、
   前記切替スイッチは、最初の前記受光周期及び前記受光期間が特定される以前、前記簡易ＡＤ変換回路を出力先とし、最初の前記受光周期及び前記受光期間が特定された以後、前記ＡＤ変換回路を出力先とする、
   請求項６に記載の光電センサ。
8. 所定の周期にて投光されるパルス光を含む光を受光し、当該受光した光に基づく第１信号を出力する受光素子と、
   前記受光素子から出力された前記第１信号を第２信号に変換する変換回路と、
   前記変換回路から出力された前記第２信号に所定のフィルタを施しフィルタ後信号を出力するフィルタ回路と、
   前記フィルタ後信号の予測周期を特定し、特定した複数の前記予測周期を平均して前記パルス光の受光周期を特定し、前記予測周期と前記受光周期との差分に基づいて前記パルス光の受光期間を決定する周期検知回路と、を備え、
   前記変換回路は、設定された前記受光周期及び前記受光期間にて前記第１信号を受け入れる、
   受光ユニット。

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